黑龙江省大兴安岭岔路口钼多金属矿床控矿因素分析

王 曦，王 涛

(黑龙江省第九地质勘查院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

0 引言

岔路口钼多金属矿床位于大兴安岭火山岩带伊勒呼里山隆起带南部，为超大型斑岩型钼多金属矿床。矿床自发现以来，一些科研单位学者及勘查单位工程技术人员发表了众多的相关学术论文[1-10]，从不同角度阐述了矿床的地质特征、围岩蚀变特征、物化探异常特征等，积累了较为丰富的地质资料。但是，在成矿作用的控制因素方面仍有不足。本文在前人研究的基础上，通过分析总结矿床的区域构造背景、岩浆岩背景、浅成—超浅成侵入的潜火山岩特征、围岩条件、成矿流体特征等对成矿控制作用，为区域矿产勘查提供参考。

1 区域地质背景

大地构造位置处于中亚—蒙古复合造山带东段，北兴安地块与额尔古纳地块夹持的大兴安岭增生带上，头道桥—兴华构造带北西侧[11]。

区域内，地层从元古界至新生界都有出露。侵入岩主要为华力西期、印支期、燕山期二长花岗岩、花岗岩及燕山期的潜火山岩，发育多金属化探异常。区域上构造形迹以断裂为主，褶皱主要发育于基底构造层[12](图1)。

图1 岔路口钼多金属矿床区域地质图[12]

2 矿区地质

2.1 地层

矿区内主要为新元古界—下寒武统倭勒根群大网子组(Pt3-∈1d)砂岩；中生界上侏罗统白音高老组(J3by)流纹岩、凝灰熔岩；新生界第四系(Q)堆积物(图2)。

图2 岔路口钼多金属矿床河东矿段地质图[12]

2.2 岩浆岩

侵入岩按与成矿时间关系，划分为成矿前、成矿期、成矿后三期(表1)。

表1 岔路口钼多金属矿侵入岩特征

2.3 构造

矿区北东8 km处分布1029高地火山穹隆构造，对成矿具有控制作用。

2.4 围岩蚀变

蚀变有硅化、钾长石化、绢云母化、萤石化、伊利石化、水白云母化、黑云母化、高岭石化、蒙脱石化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、硬石膏化、黄铁矿化等[12]。

围绕主成矿岩体——含斑细粒花岗岩和花岗斑岩体由内向外划分为四个蚀变带：钾化带(Q-K)(地表未出露)、石英-绢云母化带(Q-S)、泥化带(伊利石-水白云母-黏土-弱硅化带)(H-I-K-Q)、青磐岩化带(C-E-C)[12]。

2.5 矿体特征

钼矿体呈NE向拉长的不规则穹窿状。其特征见表2、图3、图4。

图3 岔路口钼多金属矿钼矿体主勘探线剖面图[12]

图4 岔路口钼多金属矿钼矿体“三层”赋存结构图[12]

表2 岔路口钼多金属矿钼矿体特征

此外，矿床伴生铅锌矿体，分布在钼矿体的上部及边缘，呈脉状赋存在白音高老组火山岩、大网子组变质岩及中侏罗世二长花岗岩中，与钼矿体呈异体共生关系。

2.6 矿床成因类型

岔路口矿床成因类型属于与晚侏罗世侵位的花岗斑岩有关的高氟体系斑岩型钼多金属矿床[12-15]。

3 成矿作用控制因素

3.1 构造对成矿的控制

3.1.1 断裂对成矿的控制

头道桥—新华断裂：该深断裂带于岔路口东侧通过，环宇—新天段常被NW、EW向断裂切割和中生代火山岩覆盖，南西端自蒙古，经头道桥、伊列克得、鄂伦春自治旗、塔源林场、新华，延入俄罗斯境内，呈NE—NNE展布，境内长度为800 km。断裂形成于中—晚寒武世，长期活动。区域上在NE向主干构造(头道桥—新华断裂)背景上叠加发育低序次的NEE向、NW向、SN向等断裂构造。这些构造往往成为中生代火山盆地边界、喷发中心及潜火山岩体侵位的控制构造。

源江—塔源断裂和古鲁耐—伊北工区断裂：形成于古生代，为头道桥—新华断裂的低序次断裂。两断裂平行分布，相距约7 km，走向60°，长度大于120 km，具有明显的线形影像和航磁负异常带反映。两断裂间发育有密集分布的次级NE和NW向断裂，并成为火山口及火山机构控制断裂。沿断裂构造分布五支线铅锌矿点、北支线银多金属矿点、1011高地银多金属矿床、二支线铜多金属矿点、塔源铜多金属矿床等。

大杨气—后勒山断裂(Fg)：形成于古生代，延长大于80 km，走向310°，控制着老地层的出露及晚侏罗世侵入体的出露分布。沿断裂分布303工区钼矿点、环宇铅锌矿床、亚里河铅锌矿点、后勒山铅锌矿点，与NE向次级断裂交汇处控制1029高地火山机构。

由此可见，源江—塔源断裂和古鲁耐—伊北工区断裂控制中生代火山—侵入岩浆带的展布，尤其两组断裂构造交汇部位控制了火山—侵入穹隆构造及火山机构的发育，并且控制了有色、贵金属矿床的产出(图5)。

图5 岔路口钼多金属矿区域构造格局与矿产分布图[13]

3.1.2 1029高地火山机构对成矿的控制

1029高地火山构造：为晚侏罗世白音高老期中酸性火山旋回形成的中心式火山。按王建业(1981)[16]划分的与斑岩铜(钼)矿有关的火山岩四个类型，该火山岩系属于安山岩-英安岩-流纹岩建造。火山机构发育有NE、NW、SN向断裂构造和环形构造以及多期潜火山岩的超浅成侵入。岔路口矿床产于该火山机构南西侧边缘隆起部位，多期次潜火山岩体(石英斑岩、花岗斑岩)强烈发育处。

该火山喷发形成上侏罗统白音高老组火山岩系，所属流纹岩、流纹质晶屑岩屑凝灰熔岩、流纹质角砾凝灰熔岩、英安岩、英安质凝灰熔岩是钼、铅、锌矿体的直接赋矿围岩。更为重要的是该火山岩系是很好的矿液屏蔽层，为成矿斑岩体的侵位、成矿热液的演化和沉淀成矿提供了良好的封闭空间和成矿场所，使得成矿岩浆及成矿流体在封闭体系内充分演化并发生成矿作用，是岔路口超大型斑岩型钼多金属矿形成的重要控制因素之一[8]。

3.2 岩浆岩对成矿的控制

3.2.1 成矿斑岩岩石类型、岩石化学特征及稀土、微量元素特征

按与成矿时间关系，矿区侵入岩划分为成矿前、成矿期、成矿后三期。对成矿有控制作用的是成矿期侵入岩：含斑细粒花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩。

1)成矿斑岩岩石类型、岩石化学特征

图6 岔路口钼多金属矿岩浆岩AL/CNK - A/NK相关图(底图据Shand，1943)[13]

图7 岔路口钼多金属矿岩浆岩SiO2-K2O相关图(底图据Peccerillo and Taylor，1978)[13]

图8表明，成矿期斑岩、成矿前岩浆岩及成矿后的长石斑岩、石英二长斑岩、粗面英安岩的SiO2与Al2O3、CaO、FeO、MgO、Na2O、P2O5和TiO2表现出基本一致的负相关性特征。以上特征表明成矿期斑岩、成矿前岩浆岩及成矿后的长石斑岩、石英二长斑岩、粗面英安岩等岩浆岩具有近源演化的岩石化学特征。成矿后的花岗闪长斑岩及闪长玢岩的SiO2与Al2O3、Na2O呈现出完全相反的负相关性，表明成矿期后的花岗闪长斑岩及闪长玢岩与成矿期岩浆岩分属于不同的岩浆岩系列。

图8 岔路口钼多金属矿岩浆岩岩石主量成分相关图[13]

成矿期含斑细粒花岗岩、花岗斑岩和石英斑岩，岩石地球化学特征基本一致，在空间上三者由深到浅依次发育，随着斑岩侵位深度的递减，其SiO2含量呈现出增高的趋势。因此，根据岩石化学特征及地质认识判断，成矿期斑岩具有同源岩浆熔离连续分异演化的特征。

2)成矿斑岩稀土及微量元素特征

依据岔路口钼多金属矿岩浆岩稀土元素和微量元素分析数据平均值制作成矿斑岩：含斑细粒花岗岩、花岗斑岩和石英斑岩稀土元素配分图和微量元素蛛网图(图9)，具有完全一致的稀土元素和微量元素分布特征，表明三者具有相同的岩浆源区，结合岩石化学成分特征，进一步确定含斑细粒花岗岩、花岗斑岩和石英斑岩为同一岩浆连续结晶分异演化先后形成的产物。

图9 岔路口钼铅锌矿区岩浆岩稀土元素配分模式图(a)和微量元素蛛网图(b)[13](球粒陨石标准化值和微量元素分别据Boynton，1984和Sun et al., 1980)

3.2.2 成矿斑岩与矿化作用

岔路口钼多金属矿成矿的前提条件是同源演化分异的多期次斑岩的侵入，岩石化学特征及稀土、微量元素特征已说明成矿斑岩：含斑细粒花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩，具有同源演化分异的特征。含斑细粒花岗岩、花岗斑岩和石英斑岩的上侵作用及伴随的隐爆作用，对周边围岩产生巨大冲击压力，使围岩、岩体形成广泛而密集的节理、裂隙和微裂隙构造(图10e、10f)，大大增强了岩石的渗透性，为热液活动、交代作用和矿化沉积提供了有利条件和富集空间，是成矿的必要条件。

成矿斑岩体的引爆作用大致分为两期。一期是与石英斑岩侵入密切相伴产生的，在岩体的顶部发育隐爆角砾岩，其角砾呈棱角状，大小不等，成分由流纹岩、流纹斑岩、石英斑岩、花岗斑岩等组成，胶结物主要为热液硅质，并普遍发育有黄铁矿化、辉钼矿化及萤石化(图10a、10b、10c、10d)；另一期与花岗斑岩相伴产生的，隐爆角砾岩分布于花岗斑岩体上部及边缘，规模较大，产状较缓，角砾呈棱角状，大小不等，成分为花岗斑岩、蚀变火山岩类，胶结物热液硅质中普遍具黄铁矿化和较好的辉钼矿化。

图10 岔路口钼多金属矿岩石、矿石标本图

高品位、巨厚层状的钼矿体赋存于岩株状的含斑细粒花岗岩与岩枝状的花岗斑岩体内；厚层状、薄层状钼矿体赋存于花岗斑岩、隐爆角砾岩体内；薄层状钼矿体赋存于石英斑岩与中酸性火山岩内外接触带；铅锌矿体呈脉状分布于石英斑岩顶部及边部酸性火山岩内。总体上成矿斑岩体及围岩中的裂隙系统控制了矿化范围、矿体形态、产状和富集程度[7]。含斑细粒花岗岩、花岗斑岩体控制了钼矿主矿体(高品位、巨厚层状的钼矿体)的赋存部位、矿化强度、矿体规模；花岗斑岩、隐爆角砾岩控制了中、上部(中厚层状和薄层状)钼矿体的赋存部位、矿化强度、矿体规模；石英斑岩控制铅锌矿体的分布。

此外，对矿区钼矿体采集8件辉钼矿样品进行年龄测定(国家地质实验测试中心)，辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为(145.7±1.5)Ma (MSWD=1.3)，谐和性良好。该成矿年龄与成矿斑岩(含斑细粒花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩)锆石U-Pb年龄(146～147.6 Ma)在误差范围内一致[13]。从时间上进一步证明了含斑细粒花岗岩、花岗斑岩和石英斑岩与钼、铅锌的关系。岔路口钼多金属矿岩浆岩微量元素分析数据显示，含斑细粒花岗岩中平均w(Mo)=43.19×10-6，花岗斑岩中平均w(Mo)=20.93×10-6，远高于其他岩浆岩钼含量；石英斑岩中w(Pb)=172.05×10-6、w(Zn)=426.4×10-6，远高于其他岩浆岩铅锌含量。反映含斑细粒花岗岩、花岗斑岩与钼矿化具有密切关系；石英斑岩与铅锌矿化具有密切关系。

3.3 多次出溶的高温流体循环与叠加作用对蚀变及矿化的控制

位于含斑细粒花岗岩体的上部发育有多层的UST结构和强硅化壳。Shannon等(1982)[13]最先将unidirectional solidification textures(或者USTs)用于描述矿物朝一个方向单向生长的火成岩结构(图10g、10h)，这些矿物常以多层出现，单层厚度范围为0.2～50 mm，晶体局部可超过300 mm，层间被细晶岩或者细晶斑岩分隔。这些结构层常平行于侵入体的接触边界。岔路口UST结构一般分布在岩株顶部向下200 m内，为多层齿状石英晶体和含斑细粒花岗岩相互平行排列，石英层的单层厚度多在1～3 mm之间，含斑细粒好的单层厚度多在2～3 mm之间，总层数一般为4～10层[13]。晶体朝向岩株内部持续生长，主要是由侵入体从边缘向内结晶固化引起的，是岩浆与岩浆流体转换过渡期的特征之一。

成矿斑岩体内和边部围岩中细脉—网脉状、浸染状、角砾状、纹层状、条带状等多种形式组成石英-辉钼矿-黄铁矿-萤石、石英-黄铁矿-赤铁矿-辉钼矿-钾长石、辉钼矿-黄铁矿-石英、石英-闪锌矿(±方铅矿±黄铁矿±萤石±碳酸盐脉)等矿物组合，含矿与不含矿各类脉系相互叠加，表明热液流体为多期次循环作用、叠加改造、逐步交代的特征(图10)。对流体包裹体测温研究显示出矿区经历了多期次的流体沸腾作用。对各蚀变带斑岩及脉系的包裹体进行系统测试，归纳岔路口成矿流体形成及演化，划分三个阶段[13]：

第一阶段：早期出溶形成高温流体。根据斑晶及UST中包裹体测温的结果显示，早期出溶的流体温度较高，主要在400℃～580℃之间，相应高盐度区间w(NaCleq)为47.44%～71.25%，对应气相的低盐度区间w(NaCleq)为4.8%～15.67% NaCleq。含子晶包裹体与气相包裹体在同一视域中共存，且具有相近的均一温度，说明该期流体形成时，曾发生沸腾作用。

第二阶段：成矿流体的演化。基于含矿脉系石英和萤石中的包裹体研究，成矿流体可分为高温、中温、低温三个温度区间，对应三期成矿。早期高温流体温度集中在400℃～500℃，相应高盐度区间w(NaCleq)为47%～60.1%，气相的低盐度区间w(NaCleq)为5.26%～6.59%，该区间为磁铁矿、赤铁矿的主沉淀期，还沉淀少量辉钼矿。中期为辉钼矿主沉淀期，中高温成矿流体在350℃～450℃，相应高盐度区间w(NaCleq)为42.4%～53.5%，气相及液相的低盐度区间w(NaCleq)为2.57%～10.49%，根据Hedenquist et al. (1998) 的方法，采用最大而不是平均均一温度来进行压力和深度的估计，推测形成深度为1～2 km。高温及中高温包裹体可见含子晶包裹体与气相包裹体在同一视域中共存，且具有相近的均一温度，说明这两期流体，都曾发生沸腾作用。晚期为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿的主沉淀期，成矿流体具低温低盐度特点，温度范围为174.8℃～302℃，盐度范围w(NaCleq)为1.74%～4.18%[13]。

第三阶段：成矿期后流体。根据晚期碳酸盐脉及石英-萤石脉的包裹体特征，热液的温度为165℃～350℃，盐度范围w(NaCleq)为2.24%～5.71%。该期为热液演化的最晚期阶段，不含矿[11]。

热液成矿过程是复杂的，但最终产物是蚀变和矿化。蚀变与矿化有着密切的相依存关系，表现为强硅化与早期交代的石英-钾长石化带叠加部位，赋存高品位钼矿体；中期交代的石英-绢云母化带叠加石英-钾长石化带部位，赋存层状钼矿体；强硅化叠加晚期交代的青磐岩化带-泥化带部位，赋存独立脉状铅锌矿脉(化)。铅锌矿化与钼矿化同属于斑岩成矿热液体系分带富集的结果，是含矿热液分异演化、不同阶段作用的产物[12]。

热液流体多期次循环作用、叠加改造、逐步交代长期分异演化形成富含钼、铅锌的含矿热液制约着蚀变与矿化的规模和强度，是形成岔路口超大型钼多金属矿床的前提条件和决定性因素。

4 结论

岔路口钼多金属矿床位于大兴安岭北段，伊勒呼里山矿集区内。在晚侏罗世区域上伸展拉张作用环境下，诱发了深部高温地幔物质活动，导致大规模多期次的岩浆-构造活动作用；岩浆并熔融了地壳物质，经历了高度分异演化及多期次活动，于晚侏罗世中酸性火山喷发旋回晚期阶段，呈浅成—超浅成相侵入的岩株状含斑细粒花岗岩—岩枝状花岗斑岩—岩脉状石英斑岩及相伴随的隐爆作用，是导致本区成矿发生的主导因素。

1)区域性头道桥—兴华深大断裂控制中生代火山—侵入岩浆带的展布，大杨气—后勒山等次级断裂构造交汇部位控制火山—侵入穹隆构造及火山机构的发育。

2)1029高地火山机构控制了超浅成相斑岩体的侵入活动，控制了矿床的的产出位置。尤其喷发形成的上侏罗统白音高老组火山岩系为成矿提供了良好的围岩条件，是岔路口超大型斑岩型钼多金属矿形成的重要控制因素之一。

3)含斑细粒花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩的上侵作用及伴随的隐爆作用，形成的节理、裂隙和微裂隙构造为含矿热液活动、交代和矿化沉积提供了有利条件和富集空间，控制了矿化范围、矿体形态产状和富集程度。

4)热液流体的多期次循环作用、叠加改造、逐步交代作用是形成岔路口超大型钼多金属矿床的前提条件和决定性因素。